CN120933513A - 电池系统、电池管理系统、用电装置及储能装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池系统、电池管理系统、用电装置及储能装置，属于电池技术领域。电池系统包括：多个电池分区，多个电池分区中的任一个电池分区包括：电池；以及电池检测装置，被配置成检测电池的状态，以得到电池状态信息；电池管理装置，与电池检测装置通信连接，并被配置成根据多个电池分区中的任一个电池分区的电池状态信息对该电池分区进行控制；以及切换装置，与多个电池分区中的电池检测装置和电池管理装置均通信连接，并被配置成将多个电池分区中的任一个电池分区的电池状态信息选择性地传输至电池管理装置，切换装置包括多个切换通道，多个切换通道与多个电池分区一一对应。该电池系统可以实现对于电池系统的合理控制。

Description

电池系统、电池管理系统、用电装置及储能装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池系统、电池管理系统、用电装置及储能装置。

背景技术

节能减排是社会可持续发展的关键，可充电电池具有根据需要存储能量或者释放能量的特点，因而广泛应用于各类用电装置或者储能系统中，是推动能源转型和可持续发展的重要组成部分。对于新能源产业而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

目前，在电池系统中，会设置电池和与其配套的电池管理系统。随着电池技术的发展，电池的组合和构造随之变得复杂多样，这也对电池的可靠性提出了更高的要求。如何实现对具有复杂构造的电池的合理控制，成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请旨在至少解决背景技术中存在的对多电池系统缺少合理控制方式的技术问题。为此，本申请的一个目的在于提供一种电池系统，以实现对于电池系统的合理控制。

本申请第一方面的实施例提供一种电池系统，包括：多个电池分区，多个电池分区中的任一个电池分区包括：电池，被配置成输出电能；以及电池检测装置，与电池连接，并被配置成检测电池的状态，以得到电池状态信息；电池管理装置，与电池检测装置通信连接，并被配置成根据多个电池分区中的任一个电池分区的电池状态信息对该电池分区进行控制；以及切换装置，与多个电池分区中的电池检测装置和电池管理装置均通信连接，并被配置成将多个电池分区中的任一个电池分区的电池状态信息选择性地传输至电池管理装置，切换装置包括多个切换通道，多个切换通道与多个电池分区一一对应，多个切换通道中的任一个切换通道用于将对应的电池分区的电池状态信息传输至电池管理装置。

本申请实施例的技术方案中，在电池系统中设置多个分区，通过切换装置将各个电池分区的状态信息传输至电池管理装置中。在切换装置中针对各个电池分区分别设置切换通道，可以使得各个电池分区的电池状态信息分别传输，降低彼此之间的干扰，改善传输过程的可靠性。根据单独传输的各个电池分区的电池状态信息，可以实现对于各个电池分区的灵活控制，例如可以根据各个电池分区的电池状态信息准确识别出存在异常的电池分区，或者在某个分区或者某条通信链路存在故障导致接收到的电池状态信息异常时，仍能控制其他分区正常实现供电功能，降低由于电池异常导致无法供电的风险。

在一些实施例中，电池检测装置包括：检测通信接口，与切换装置中对应的切换通道通信连接，并被配置成将电池状态信息经由对应的切换通道传输至电池管理装置。将电池状态信息通过检测通信接口经由对应的切换通道传输至电池管理装置，可以提高传输过程的可靠性。

在一些实施例中，检测通信接口包括：第一通信接口，被配置成输出电池状态信息；以及第二通信接口，被配置成输出电池状态信息。在电池检测装置中设置多个通信接口，可以根据传输通信需求将电池状态信息通过不同的通信接口进行传输，实现了冗余传输，有效提高传输过程的可靠性。

在一些实施例中，多个切换通道中的任一个切换通道包括：切换开关，被配置成选择性地将与该切换通道通信连接的电池分区的第一通信接口或第二通信接口与电池管理装置通信连接。通过设置切换开关，可以灵活切换能够传输电池状态信息的通信接口，实现冗余传输。

在一些实施例中，对于多个切换通道中的任一个切换通道：该切换通道中的切换开关将与该切换通道通信连接的电池分区的第一通信接口与电池管理装置通信连接；电池管理装置被配置成：响应于未接收到电池状态信息，控制该切换通道中的切换开关将与该切换通道通信连接的电池分区的第二通信接口与电池管理装置通信连接。当存在某个通信接口异常时，切换到另一个通信接口，可以实现电池状态信息的正常传输，改善传输过程的可靠性。

在一些实施例中，第一通信接口包括第一菊花链通信接口，第一菊花链通信接口被配置成以菊花链通信方式输出电池状态信息。通过菊花链通信方式实现电池状态信息的采集和传输，可以实现对于电池状态的准确检测，使得电池管理装置能够对各个电池分区进行准确的控制。

在一些实施例中，第二通信接口包括第二菊花链通信接口，第二菊花链通信接口被配置成以菊花链通信方式输出电池状态信息。通过菊花链通信方式实现电池状态信息的采集和传输，可以实现对于电池状态的准确检测，使得电池管理装置能够对各个电池分区进行准确的控制。

在一些实施例中，切换装置包括多路电子开关元件。使用电子开关元件作为切换装置，可以减少电池系统中的元器件数量和体积，有效提高切换装置的集成性。

在一些实施例中，切换装置包括继电器。使用继电器作为切换装置，可以有效改善切换过程的可靠性，降低由于切换异常导致故障的风险。

在一些实施例中，电池系统还包括：转换接口，与多个电池分区中的任意电池分区中的电池检测装置通信连接，并被配置成将电池状态信息以预先确定的通信方式传输至电池管理装置。通过转换接口对电池状态信息的传输方式进行转换，可以使得电池管理装置能够正常接收电池状态信息，实现对于电池状态的监测以及对于各个电池分区的控制，同时还可以减少链路中使用的元件数量。

在一些实施例中，电池检测装置包括：至少一个检测元件，与电池连接，并被配置成检测电池的状态。根据电池分区中设置的电池类型，选择合适的检测元件，可以针对不同的检测需求实现电池检测装置的灵活设计，改善检测过程的准确性和灵活性。

在一些实施例中，多个电池分区中的任意两个电池分区中的检测元件不同。对于不同电池分区，可以合理设计检测元件，针对不同的电池分区设计不同的电池检测装置，实现对于电池状态的灵活检测，增加电池检测装置的适用场合。

在一些实施例中，多个电池分区中的任意两个电池分区中的电池不同。在不同电池分区中使用不同类型的电池，可以使电池系统满足更多应用场景与工况，也可以有效提高供电过程的冗余性，在不同的使用场景中都能降低供电失效的风险，增加电池系统的可靠性。

本申请第二方面的实施例提供一种电池管理系统，包括：电池检测装置，与电池连接，并被配置成检测电池的状态，以得到电池状态信息，电池检测装置被设置在电池系统的多个电池分区中的任一个电池分区中；电池管理装置，与电池检测装置通信连接，并被配置成根据多个电池分区中的任一个电池分区的电池状态信息对该电池分区进行控制；以及切换装置，与多个电池分区中的电池检测装置和电池管理装置均通信连接，并被配置成将多个电池分区中的任一个电池分区的电池状态信息选择性地传输至电池管理装置，切换装置包括多个切换通道，多个切换通道与多个电池分区一一对应，多个切换通道中的任一个切换通道用于将对应的电池分区的电池状态信息传输至电池管理装置。

本申请第三方面的实施例提供一种用电装置，其包括上述实施例中的电池系统，电池系统用于提供电能。

本申请第四方面的实施例提供一种储能装置，其包括上述实施例中的电池系统，电池系统用于存储电能。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池系统的示意框图；

图3为本申请一些实施例的切换装置的示意框图；

图4为本申请一些实施例的切换装置的示意框图；

图5为本申请一些实施例的切换开关的示意框图；

图6为本申请一些实施例的多路电子开关元件的示意框图；

图7为本申请一些实施例的继电器的示意框图；

图8为本申请一些实施例的转换接口的示意框图。

附图标记说明：

车辆1000；

电池系统100，控制器200，马达300；

电池分区110，电池管理装置120，切换装置130；

电池111，电池检测装置112，切换通道131，转换接口141，第一通信接口1121，第二通信接口1122。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，可充电电池的应用越加广泛。可充电电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于各类电子设备，诸如电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着可充电电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

目前，在电池系统中，会设置电池和与其配套的电池管理系统。随着电池技术的发展，电池的组合和构造随之变得复杂多样，例如，在多电池系统中，会使用多个电池组合进行供电。随着电池构造日益多样化，对于电池的控制过程也提出了更高的要求。对于不同构造的多电池系统，如何对其进行合理控制，成为亟待解决的问题。

多电池系统可以设置有多个彼此独立的电池分区，其中的每个电池分区都可以独立向外部输出电能。针对每个电池分区，还可以分别设置单独的检测装置，来对该分区中的电池进行状态检测。针对不同的电池分区，使用切换装置来将其中的检测装置与电池管理装置选择性地连通。当某个电池分区存在故障时，通过切换装置可以将其与电池管理装置断开连接。

使用这样的电池系统，能够实现更灵活的供电控制，例如当其中存在某个电池分区异常时，可以及时停止异常分区的供电，实现异常的电池分区与电池系统中其他模块的隔离。但其他分区仍然能够正常输出电能，有效降低了由于电池异常导致无法正常供电的风险。

本申请实施例公开的电池系统可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置或者储能装置中。可以使用具备本申请公开的电池系统组成该用电装置或储能装置的电源系统，这样，有利于改善电池系统供电的可靠性，降低用电装置或储能装置用电异常的风险。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

本申请实施例还提供一种使用电池作为电源的储能装置，储能装置可以为但不限于储能集装箱、储能机柜、储能电站、储能电池包或便携式储能系统等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池系统100，电池系统100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池系统100可以用于车辆1000的低压供电，例如，电池系统100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池系统100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池系统100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

本申请实施例提供了一种电池系统。参考图2，电池系统100包括多个电池分区110、电池管理装置120和切换装置130。

多个电池分区110中的任一个电池分区110包括电池111和电池检测装置112。

电池111被配置成输出电能。

电池检测装置112与电池111连接，并被配置成检测电池的状态，以得到电池状态信息。

电池管理装置120与电池检测装置112通信连接，并被配置成根据多个电池分区110中的任一个电池分区110的电池状态信息对该电池分区110进行控制。

切换装置130与多个电池分区110中的电池检测装置112和电池管理装置120均通信连接，并被配置成将多个电池分区110中的任一个电池分区110的电池状态信息选择性地传输至电池管理装置120。

在本申请的实施例中，术语“电池”可以涵盖电池单体，或者多个电池单体的串联、并联或混联结构（例如，电池包或电池模组）。

在电池系统100中，可以设置有多个电池分区110。各个电池分区110之间彼此独立，都可以单独进行充电或放电控制。多个电池分区110可以通过电气系统中电池的功能划分，也可以通过电池的外壳和/或内部的结构设计来进行划分。图2所示的示例中，电池系统100中共设置了2个电池分区110。应当理解，在其他实施例中，还可以设置更多个电池分区，本申请对此不做限定。

在每个电池分区110中，分别设置有电池111和电池检测装置112。电池111可以用于对外部的用电设备供电，向其输出电能。在一些实施例中，电池111为可充电电池，外部充电设备也可以向电池111充电，以此来补充电池111的电量。电池检测装置112可以对电池111的状态进行检测，例如可以对电池111的电压、输出电流、电池温度等数据进行采集，得到电池状态信息。根据电池检测装置112的不同设计，电池状态信息可以具有不同的数据格式。

电池管理装置（Battery Management Unit，简称BMU），可以用于对电池的智能化管理。电池管理装置120与各个电池分区110中的电池检测装置112均通信连接（在图2中示意为虚线连接）。电池检测装置112检测得到的电池状态信息可以通过特定的数据格式被传输至电池管理装置120中。根据这些电池状态信息，电池管理装置120可以对各个电池分区110分别进行控制。例如，当接收到的某个电池分区110的电池状态信息异常时，电池管理装置120可以根据该异常的电池状态信息的来源来准确确定异常电池111位于哪个电池分区110中，进而停止该电池分区110中的电池111输出电能，将其与外部的用电设备或充电设备断开连接，从而对异常电池111进行隔离；而对于其他正常的电池分区110，电池管理装置120将控制这些电池分区110中的电池111根据使用需求继续输出电能。

切换装置130连接在电池分区110和电池管理装置120之间，可以使得各个电池分区110的电池检测装置112与电池管理装置120通信连接，从而可以将电池状态信息传输至电池管理装置120中。根据各个电池分区110的状态，切换装置130可以将其中的电池检测装置112与电池管理装置120连接或者断开，例如，当其中某个电池分区110的电池状态异常时，切换装置130可以将该电池分区110内的电池检测装置112与电池管理装置120断开连接。

通过在电池系统中设置多个分区，通过切换装置将各个电池分区的状态信息传输至电池管理装置中，可以实现对于各个电池分区的灵活控制，例如在某个分区或者某条通信链路存在故障导致接收到的电池状态信息异常时，仍能控制其他分区正常实现供电功能，降低由于电池异常导致无法供电的风险。

根据本申请的一些实施例，参考图3，切换装置130包括多个切换通道131。多个切换通道131与多个电池分区110一一对应。多个切换通道131中的任一个切换通道131用于将对应的电池分区110的电池状态信息传输至电池管理装置120。

如图3所示，在切换装置130中设置有多个切换通道131。每个电池分区110的电池状态信息可以经由与该电池分区110对应的切换通道131彼此独立地传输至电池管理装置120中。关于各个切换通道131的具体设置，将在下文中详述。

针对各个电池分区分别设置切换通道，可以使得各个电池分区的电池状态信息分别传输，改善传输过程的可靠性，准确识别出存在异常的电池分区。

根据本申请的一些实施例，电池检测装置112包括检测通信接口。

检测通信接口与切换装置130中对应的切换通道131通信连接，并被配置成将电池状态信息经由对应的切换通道131传输至电池管理装置120。

电池检测装置112对电池状态进行检测，得到的电池状态信息具有特定的数据格式，将会经由电池检测装置112中的检测通信接口被传输。在一些实施例中，检测通信接口可以被集成在电池采样芯片等元器件中。

将电池状态信息通过检测通信接口经由对应的切换通道传输至电池管理装置，可以提高传输过程的可靠性。

根据本申请的一些实施例，参考图4，检测通信接口包括第一通信接口1121和第二通信接口1122。

第一通信接口1121被配置成输出电池状态信息。

第二通信接口1122被配置成输出电池状态信息。

为了进一步提高电池系统100的可靠性，对于每个电池检测装置112来说，可以设置两个通信接口。两个通信接口都能够实现电池状态信息的传输，可以使用其中的任一个通信接口来将电池状态信息传输至电池管理装置120中。在图4所示的示例中，每个电池检测装置112设置有两个通信接口，即第一通信接口1121和第二通信接口1122。电池状态信息可以经由其中的任意一个通信接口被传输至电池管理装置120中。使用这种设计，当其中的一个通信接口存在异常无法正常传输时，还可以通过另一个通信接口来实现电池状态信息的传输。

对于不同电池分区110中的第一通信接口1121和第二通信接口1122，可以使用相同的设计，也可以被设计为彼此不同，例如可以使用不同的接口芯片等，从而提高设计冗余性。

在电池检测装置中设置多个通信接口，可以根据传输通信需求将电池状态信息通过不同的通信接口进行传输，实现了冗余传输，有效提高传输过程的可靠性。

根据本申请的一些实施例，参考图5，多个切换通道131中的任一个切换通道131包括切换开关。

切换开关被配置成选择性地将与该切换通道131通信连接的电池分区110的第一通信接口1121或第二通信接口1122与电池管理装置120通信连接。

在图5所示的示例中，切换通道131中设置有两个切换通道131。对于图5左侧的切换通道131，用于传输图4左侧的电池分区110的电池状态信息。该切换通道131中设置有切换开关K1。切换开关K1的一端可以被切换至节点1或节点2。节点1经由链路A1与第一通信接口1121连接，节点2经由链路A2与第二通信接口1122连接。切换开关K1的另一端经由链路A3与电池管理装置120连接。当切换开关K1被切换至节点1时，该电池分区110的电池状态信息将会经过第一通信接口1121、链路A1、链路A3被传输至电池管理装置120。当切换开关K1被切换至节点2时，该电池分区110的电池状态信息将会经过第二通信接口1122、链路A2、链路A3被传输至电池管理装置120。

对于图5右侧的切换通道131，用于传输图4右侧的电池分区110的电池状态信息。该切换通道131中设置有切换开关K2。切换开关K2的一端可以被切换至节点3或节点4。节点3经由链路B1与第一通信接口1121连接，节点4经由链路B2与第二通信接口1122连接。切换开关K2的另一端经由链路B3与电池管理装置120连接。当切换开关K2被切换至节点3时，该电池分区110的电池状态信息将会经过第一通信接口1121、链路B1、链路B3被传输至电池管理装置120。当切换开关K2被切换至节点4时，该电池分区110的电池状态信息将会经过第二通信接口1122、链路B2、链路B3被传输至电池管理装置120。

在一些实施例中，切换开关还可以用于在不同切换通道中的第一通信接口1121或第二通信接口1122之间进行切换，以选择性地将不同切换通道中的第一通信接口1121或第二通信接口1122与电池管理装置120连接。在这种实施例中，继续以图5中示意的两个切换通道中的切换开关K1和切换开关K2为例。切换开关K1的一端也可以与左侧切换通道131中的节点1或右侧切换通道中的节点3连接，也即切换开关K1的一端可以被切换至节点1或节点3，将左侧电池分区的第一通信接口1121或右侧电池分区的第一通信接口1121选择性地连接至电池管理装置120。切换开关K1的另一端经由链路A3与电池管理装置120连接。当切换开关K1被切换至节点1时，左侧的电池分区110的电池状态信息将会经过第一通信接口1121、链路A1、链路A3被传输至电池管理装置120。当切换开关K1被切换至节点3时，右侧的电池分区110的电池状态信息将会经过第一通信接口1121、链路B1、链路A3被传输至电池管理装置120。切换开关K2的一端可以与左侧切换通道131中的节点2或右侧切换通道中的节点4连接，也即切换开关K2的一端可以被切换至节点2或节点4，将左侧电池分区的第二通信接口1122或右侧电池分区的第二通信接口1122选择性地连接至电池管理装置120。切换开关K2的另一端经由链路B3与电池管理装置120连接。当切换开关K2被切换至节点2时，左侧的电池分区110的电池状态信息将会经过第二通信接口1122、链路A2、链路B3被传输至电池管理装置120。当切换开关K2被切换至节点4时，右侧的电池分区110的电池状态信息将会经过第二通信接口1122、链路B2、链路B3被传输至电池管理装置120。应当理解，上述实施例仅用于示例，切换开关与各个电池分区中的第一通信接口和第二通信接口的连接关系可以灵活设计，例如图5中的切换开关K1还可以在节点1和节点4之间切换、切换开关K2还可以在节点2和节点3之间切换等。

应当理解，图5仅仅是切换装置130的一个示例。在电池系统100中设置有更多个电池分区的情况中，切换通道以及切换开关的数量也会随之增加。

通过设置切换开关，可以灵活切换能够传输电池状态信息的通信接口，实现冗余传输。

根据本申请的一些实施例，对于多个切换通道131中的任一个切换通道131：该切换通道131中的切换开关将与该切换通道131通信连接的电池分区110的第一通信接口1121与电池管理装置120通信连接。

电池管理装置120被配置成：响应于未接收到电池状态信息，控制该切换通道131中的切换开关将与该切换通道131通信连接的电池分区110的第二通信接口1122与电池管理装置120通信连接。

以图5左侧的切换通道131为例进行说明。当电池系统100开始向外部用电设备输出电能或者由外部充电设备进行充电时，该切换通道131中的切换开关K1与节点1连接，以使得图4左侧的电池分区110中的第一通信接口1121与电池管理装置120连通。在这种状态下，电池状态信息将会经过第一通信接口1121、链路A1、链路A3的传输路径被传输至电池管理装置120。

若这条传输路径中存在异常，例如第一通信接口1121异常、链路A1异常等情况，电池状态信息可能不能被正常传输至电池管理装置120中。此时，电池管理装置120可以控制切换开关K1切换至节点2，以使得图4左侧的电池分区110中的第二通信接口1122与电池管理装置120连通。在这种状态下，电池状态信息将会经过第二通信接口1122、链路A2、链路A3的传输路径被传输至电池管理装置120。

在一些实施例中，可以预先设定一个时间阈值。若电池管理装置120在超过该时间阈值的时长之后仍未能接受到电池状态信息，则可以控制切换开关进行切换。

当存在某个通信接口异常时，切换到另一个通信接口，可以实现电池状态信息的正常传输，改善传输过程的可靠性。

根据本申请的一些实施例，第一通信接口1121包括第一菊花链通信接口。第一菊花链通信接口被配置成以菊花链通信方式输出电池状态信息。

在对电池状态信息的传输过程中，可以使用不同的通信方式进行传输。菊花链（Daisy Chain）通信方式是电池控制过程中使用的一种常见的通信方式，用于在多个设备之间传递数据和信息，其中每个设备都连接到下一个设备的特定端口上，形成一个链状结构。

在使用菊花链通信方式进行传输的实施例中，第一通信接口1121可以使用支持菊花链通信方式的菊花链通信接口形式，从而可以将电池状态信息以菊花链通信方式来进行传输。

通过菊花链通信方式实现电池状态信息的采集和传输，可以实现对于电池状态的准确检测，使得电池管理装置能够对各个电池分区进行准确的控制。

根据本申请的一些实施例，第二通信接口1122包括第二菊花链通信接口。第二菊花链通信接口被配置成以菊花链通信方式输出电池状态信息。

菊花链通信可以是单向传输方式（数据从一端流向另一端），也可以是双向传输方式（例如，菊花链中的每个设备既发送数据也接收数据）。如图4所示，第一通信接口1121和第二通信接口1122均与电池管理装置120通信连接，构成能够双向通信的回环形式，可以通过正链或反链的形式来实现信息的传输。以图4中左侧的电池分区110为例，电池状态信息可以经由第一通信接口1121沿第一条通信路径即链路A1和链路A3进行传输，也可以经由第二通信接口1122沿第二条通信路径即链路A2和链路A3进行传输。当链路A1中存在故障时，例如其中存在元器件损坏时，可以使用链路A2将电池状态信息传输至电池管理装置120中，也即将图5中的切换开关K1切换至与节点2连接；相应的，当通信链路A2存在故障时，也可以使用链路A1将电池状态信息传输至电池管理装置120中，也即将图5中的切换开关K1切换至与节点1连接。

通过菊花链通信方式实现电池状态信息的采集和传输，可以实现对于电池状态的准确检测，使得电池管理装置能够对各个电池分区进行准确的控制。

根据本申请的一些实施例，参考图6，切换装置130包括多路电子开关元件。

多路电子开关元件可以将多个切换开关集成在同一个元件中。如图6所示，在多路电子开关元件中，接口T1、接口T2和接口T5可以构成一个切换通道131，接口T3、接口T4和接口T6可以构成一个切换通道131。其中，接口T1、接口T2、接口T3和接口T4可以作为输入接口，分别与各个电池分区110中相应的第一通信接口1121和第二通信接口1122连接。接口T5和接口T6可以作为输出接口，与电池管理装置120连接。切换开关K1可以切换至与接口T1或接口T2连接，切换开关K2可以切换至与接口T3或接口T4连接，从而可以选择性地将各个电池分区110中的第一通信接口1121或第二通信接口1122与电池管理装置120连接。

使用电子开关元件作为切换装置，可以减少电池系统中的元器件数量和体积，有效提高切换装置的集成性。

根据本申请的一些实施例，参考图7，切换装置130包括继电器。

除了电子开关元件之外，切换装置130也可以选择非电子类开关、继电器等。如图7所示，在继电器中，接口T1、接口T2和接口T5可以构成一个切换通道131，接口T3、接口T4和接口T6可以构成一个切换通道131。其中，接口T1、接口T2、接口T3和接口T4可以作为输入接口，分别与各个电池分区110中相应的第一通信接口1121和第二通信接口1122连接。接口T5和接口T6可以作为输出接口，与电池管理装置120连接。切换开关K1可以切换至与接口T1或接口T2连接，切换开关K2可以切换至与接口T3或接口T4连接，从而可以选择性地将各个电池分区110中的第一通信接口1121或第二通信接口1122与电池管理装置120连接。

使用继电器作为切换装置，可以有效改善切换过程的可靠性，降低由于切换异常导致故障的风险。

根据本申请的一些实施例，参考图8，电池系统100还包括转换接口141。

转换接口141与多个电池分区110中的任意电池分区110中的电池检测装置112通信连接，并被配置成将电池状态信息以预先确定的通信方式传输至电池管理装置120。

如图8所示，在电池检测装置112和电池管理装置120之间，可以设置有转换接口141。转换接口141例如可以实现数据格式转换、将多个输入信号合成为单个输出信号等不同的功能。在一个示例中，转换接口141可以对电池状态信息的数据格式进行转换，例如可以将其转换为总线传输格式，可以是UART（通用异步收发传输器）模式和/或SPI（串行外设接口）模式等，将转换后的电池状态信息传输至电池管理装置120中。在另一个示例中，转换接口141还可以实现输入信号的多合一功能，例如，多个电池分区110的电池状态信息均传输至转换接口141中，转换接口141将其合并为同一个信号进行传输，将合并后的信号传输至电池管理装置120。

根据电池管理装置120的设计，可以确定电池状态信息的数据传输格式，例如可以使用UART通信方式和/或SPI通信方式进行传输。转换接口141可以将电池状态信息的数据格式转换为传输过程中所需的数据格式，例如可以包括实现数据格式转换的接口芯片等元器件。

在一个示例中，如图8所示，可以将多个电池检测装置112连接至同一个转换接口141，从而可以减少电池系统100中的元器件数量，提高集成性的同时降低设计成本。

在另一些实施例中，也可以设置多个转换接口141。转换接口141的数量可以等于电池分区110的数量。各个电池分区110中的电池检测装置112与转换接口141一一对应。每个电池检测装置112分别与相应的转换接口141连接。各个电池分区110的电池状态信息的传输过程彼此独立，并不会相互干扰和影响。各个转换接口141可以使用相同的设计，也可以被设计为彼此不同，例如，使用不同的接口芯片等，从而提高设计冗余性，降低在某一使用场景中同时失效的风险。

通过转换接口对电池状态信息的传输方式进行转换，可以使得电池管理装置能够正常接收电池状态信息，实现对于电池状态的监测以及对于各个电池分区的控制，同时还可以减少链路中使用的元件数量。

根据本申请的一些实施例，电池检测装置112包括至少一个检测元件。

至少一个检测元件与电池连接，并被配置成检测电池的状态。

在一个示例中，检测元件可以使用模拟前端（Analog Front End，简称AFE）芯片，也可以被称为电池采样芯片。AFE芯片可以对电池的状态进行采样，得到电池状态信息，并将其传输至电池管理装置120中。在一些实施例中，第一通信接口1121和第二通信接口1122都可以被集成在AFE芯片中。

根据电池分区中设置的电池类型，选择合适的检测元件，可以针对不同的检测需求实现电池检测装置的灵活设计，改善检测过程的准确性和灵活性。

根据本申请的一些实施例，多个电池分区110中的任意两个电池分区110中的检测元件不同。

根据各个电池分区110中的电池设计，各个电池检测装置112可以使用彼此相同或不同的设计，例如可以针对不同的电池性能，使用不同数量、不同型号、不同性能的AFE芯片等。

在一个示例中，可以根据各个电池分区110中的电池采样精度的特性要求以及采样所需的资源等因素来选择合适的检测元件，实现设计成本和检测性能的兼容平衡。

对于不同电池分区，可以合理设计检测元件，针对不同的电池分区设计不同的电池检测装置，实现对于电池状态的灵活检测，增加电池检测装置的适用场合。

根据本申请的一些实施例，多个电池分区110中的任意两个电池分区110中的电池111不同。

可充电电池包括不同性能、不同材料的电池。例如，可以使用三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂等不同材料制造可充电电池。不同类型的电池通常具有不同的电池性能，电池的开路电压、适用温度、电量等参数可能会有所差别。在不同的电池分区110中，可以根据设计需要，使用相同或者不同类型的电池111。例如，在不同的电池分区110中设置的电池111，可以适用于不同的使用温度，从而可以在不同温度下都能实现稳定供电；或者不同的电池分区110可以被设计为不同的结构，其中设置的电池111的体积可以不同，从而能够适用于不同结构的用电装置中；或者不同的电池分区110中设置的电池111可以包括不同数量的电池单体等。

在不同电池分区中使用不同类型的电池，可以使电池系统满足更多应用场景与工况，也可以有效提高供电过程的冗余性，在不同的使用场景中都能降低供电失效的风险，增加电池系统的可靠性。

基于相同的技术构思，本申请实施例提供了一种电池管理系统。

电池管理系统包括上述实施例中的电池检测装置112、电池管理装置120和切换装置130。

电池检测装置112与电池111连接，并被配置成检测电池111的状态，以得到电池状态信息。电池检测装置112被设置在电池系统100的多个电池分区110中的任一个电池分区110中。

电池管理装置120与电池检测装置112通信连接，并被配置成根据多个电池分区110中的任一个电池分区110的电池状态信息对该电池分区进行控制。

切换装置130与多个电池分区110中的电池检测装置112和电池管理装置120均通信连接，并被配置成将多个电池分区110中的任一个电池分区110的电池状态信息选择性地传输至电池管理装置120。

电池管理系统的实施例可以参照电池系统100的实施例，重复之处不再赘述。

基于相同的技术构思，本申请实施例提供了一种用电装置。

用电装置包括上述实施例中的电池系统100。电池系统100用于提供电能。

基于相同的技术构思，本申请实施例提供了一种储能装置。

储能装置包括上述实施例中的电池系统100。电池系统100用于存储电能。

用电装置和储能装置的实施例可以参照电池系统100的实施例，重复之处不再赘述。

下面描述本申请的一个特定实施例。应当理解，该特定实施例仅出于说明的目的而被描述，不应解释为对本申请的限制。

如图2至图8所示，电池系统100包括多个电池分区110、电池管理装置120和切换装置130。每个电池分区110中分别包括电池111和电池检测装置112。在不同的电池分区110中，可以根据设计需要，使用相同或者不同类型的电池111。电池检测装置112可以对电池111的状态进行检测，得到电池状态信息。电池检测装置112包括与切换装置130连接的检测通信接口。检测通信接口包括第一通信接口1121和第二通信接口1122。第一通信接口1121和第二通信接口1122都能够实现电池状态信息的传输，可以使用其中的任一个通信接口来将电池状态信息传输至电池管理装置120中。第一通信接口1121和第二通信接口1122都可以使用菊花链通信接口，以菊花链通信方式对电池状态信息进行传输。

切换装置130连接在电池分区110和电池管理装置120之间。在切换装置130中设置有多个切换通道131。每个电池分区110的电池状态信息可以经由与该电池分区110对应的切换通道131彼此独立地传输至电池管理装置120中。每个切换通道131中设置有切换开关，可以使得与该切换通道131连接的电池分区110中的第一通信接口1121或第二通信接口1122与电池管理装置120通信连接。电池管理装置120可以控制切换开关的切换状态。当电池系统100开始向外部用电设备输出电能或者由外部充电设备进行充电时，电池管理装置120可以控制切换通道131中的切换开关进行切换，以使得与其连接的电池分区110中的第一通信接口1121与电池管理装置120连通。电池状态信息通过第一通信接口1121被传输至电池管理装置120。若电池状态信息未能正常传输至电池管理装置120中，电池管理装置120可以控制切换通道131中的切换开关进行切换，以使得与其连接的电池分区110中的第二通信接口1122与电池管理装置120连通。电池状态信息通过第二通信接口1122被传输至电池管理装置120。

根据每个电池分区110的电池状态信息，电池管理装置120可以确定该电池分区110中的电池111的状态是否正常。当某个电池分区110中的电池111存在异常，电池管理装置120将控制该异常电池111停止输出电能，而使用其余正常的电池111进行供电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

1.一种电池系统，其特征在于，包括：

多个电池分区，所述多个电池分区中的任一个电池分区包括：

电池，被配置成输出电能；以及

电池检测装置，与所述电池连接，并被配置成检测所述电池的状态，以得到电池状态信息；

电池管理装置，与所述电池检测装置通信连接，并被配置成根据所述多个电池分区中的任一个电池分区的所述电池状态信息对该电池分区进行控制；以及

切换装置，与所述多个电池分区中的所述电池检测装置和所述电池管理装置均通信连接，并被配置成将所述多个电池分区中的任一个电池分区的所述电池状态信息选择性地传输至所述电池管理装置，所述切换装置包括多个切换通道，所述多个切换通道与所述多个电池分区一一对应，所述多个切换通道中的任一个切换通道用于将对应的电池分区的所述电池状态信息传输至所述电池管理装置。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池检测装置包括：

检测通信接口，与所述切换装置中对应的切换通道通信连接，并被配置成将所述电池状态信息经由对应的切换通道传输至所述电池管理装置。

3.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于，所述检测通信接口包括：

第一通信接口，被配置成输出所述电池状态信息；以及

第二通信接口，被配置成输出所述电池状态信息。

4.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述多个切换通道中的任一个切换通道包括：

切换开关，被配置成选择性地将与该切换通道通信连接的电池分区的所述第一通信接口或所述第二通信接口与所述电池管理装置通信连接。

5.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，

对于所述多个切换通道中的任一个切换通道：

该切换通道中的切换开关将与所述切换通道通信连接的电池分区的所述第一通信接口与所述电池管理装置通信连接；

所述电池管理装置被配置成：

响应于未接收到所述电池状态信息，控制所述切换通道中的切换开关将与所述切换通道通信连接的电池分区的所述第二通信接口与所述电池管理装置通信连接。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述第一通信接口包括第一菊花链通信接口，所述第一菊花链通信接口被配置成以菊花链通信方式输出所述电池状态信息。

7.根据权利要求3-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述第二通信接口包括第二菊花链通信接口，所述第二菊花链通信接口被配置成以菊花链通信方式输出所述电池状态信息。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述切换装置包括多路电子开关元件。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述切换装置包括继电器。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括：

转换接口，与所述多个电池分区中的任一个电池分区的所述电池状态信息以预先确定的通信方式传输至所述电池管理装置。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述电池检测装置包括：

至少一个检测元件，与所述电池连接，并被配置成检测所述电池的状态。

12.根据权利要求11所述的电池系统，其特征在于，所述多个电池分区中的任意两个电池分区中的检测元件不同。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的电池系统，其特征在于，所述多个电池分区中的任意两个电池分区中的所述电池不同。

14.一种电池管理系统，其特征在于，包括：

电池检测装置，与电池连接，并被配置成检测所述电池的状态，以得到电池状态信息，所述电池检测装置被设置在电池系统的多个电池分区中的任一个电池分区中；

电池管理装置，与所述电池检测装置通信连接，并被配置成根据所述多个电池分区中的任一个电池分区的所述电池状态信息对该电池分区进行控制；以及

切换装置，与所述多个电池分区中的所述电池检测装置和所述电池管理装置均通信连接，并被配置成将所述多个电池分区中的任一个电池分区的所述电池状态信息选择性地传输至所述电池管理装置，所述切换装置包括多个切换通道，所述多个切换通道与所述多个电池分区一一对应，所述多个切换通道中的任一个切换通道用于将对应的电池分区的所述电池状态信息传输至所述电池管理装置。

15.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的电池系统，所述电池系统用于提供电能。

16.一种储能装置，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的电池系统，所述电池系统用于存储电能。